【正文】 .............................................................................................40 組 態(tài) 王 的 使 用 ....................................................................................................................41設(shè) 計(jì) 總 結(jié) .................................................................................................................................47參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................................48英 文 翻 譯 .................................................................................................................................49致 謝 ........................................................................................................................................68附 錄 一 見(jiàn) 系 統(tǒng) 硬 件 分 塊 圖 .........................................................................................................69附 錄 二 .....................................................................................................................................69附 錄 三 .....................................................................................................................................75第 一 章 礦 井 提 升 機(jī) 信 號(hào) 系 統(tǒng) 概 述 礦 井 提 升 機(jī) 信 號(hào) 系 統(tǒng) 的 背 景礦 山 多 中 段 提 升 豎 井 ， 一 般 都 是 副 井 或 混 合 井 ， 其 提 升 任 務(wù) 繁 重 ,作 業(yè)種 類(lèi) 復(fù) 雜 ， 中 途 停 靠 頻 繁 。 例 如 有 的 公 司以 一 長(zhǎng) 點(diǎn) 表 示 要 罐 ,一 長(zhǎng) 兩 短 表 示 上 行 ， 一 長(zhǎng) 三 短 表 示 下 行 ， 兩 短 表 示 提 物 ，三 短 表 示 提 人 等 等 。 (2信 號(hào) 之 間 、信 號(hào) 系 統(tǒng) 與 提 升 機(jī) 電 控 系 統(tǒng) 之 間 沒(méi) 有 聯(lián) 鎖 ， 井 口 總 信 號(hào) 工 和 司 機(jī) 的 操 作 不 受制 約 ， 很 容 易 因 誤 操 作 而 引 發(fā) 事 故 。 它 不 但 完 全 符 合 《 冶 金 礦 山 安 全 規(guī) 程 》 中 有 關(guān) 提 升 信 號(hào) 的各 項(xiàng) 規(guī) 定 ， 而 且 保 留 了 原 信 號(hào) 系 統(tǒng) 的 特 點(diǎn) 和 操 作 習(xí) 慣 ， 技 術(shù) 改 造 方 便 ， 功 能齊 全 。 工 藝 及 設(shè) 計(jì) 介 紹了 解 項(xiàng) 目 要 求 包 括 熟 悉 工 藝 條 件 及 要 求 ， 了 解 控 制 要 求 ， 確 定 控 制 方 案包 括 根 據(jù) 工 藝 條 件 及 控 制 要 求 指 標(biāo) ， 被 控 對(duì) 象 的 特 點(diǎn) 確 定 難 點(diǎn) 。 為 便 于 操 作 ,各 個(gè) 礦 山 企 業(yè) 均 制 定 了 相 應(yīng) 的 信 號(hào) 規(guī) 定 ， 如規(guī) 定 聲 音 一 長(zhǎng) 為 要 罐 、 二 短 為 上 行 、 三 短 為 下 行 等 ,并 輔 之 以 電 話 聯(lián) 系 。 (3) 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 電 控 或 信 號(hào) 系 統(tǒng) ， 為 有 觸 點(diǎn) 系 統(tǒng) ， 元件 易 發(fā) 生 故 障 ， 工 作 可 靠 性 差 ， 一 旦 控 制 閉 鎖 失 靈 ， 則 事 故 將 不 可 避 免 。一 套 完 備 的 PLC系 統(tǒng) ， 通 常 由 豎 井 信 號(hào) 、 工 業(yè) 電 視 監(jiān) 控 、 數(shù) 字 深 度 指 示 器 、有 關(guān) 計(jì) 算 及 程 控 電 話 交 換 機(jī) 等 部 分 組 成 。(2) 顯 示 方 面 具 有 特 色 。(4) 工 作 可 靠 性 高 。新 型 礦 井 提 升 機(jī) 的 信 號(hào) 系 統(tǒng) ， 大 體 上 可 分 為 信 號(hào) 輸 入 、 信 號(hào) 輸 出 及 保 護(hù)環(huán) 節(jié) 三 大 部 分 。 這 些 顯 示 均 一 直 保 留 到 相 應(yīng) 的 提 升 過(guò) 程 結(jié) 束 ， 避 免 了信 號(hào) 的 誤 認(rèn) 和 誤 傳 。信 號(hào) 閉 鎖 ： 當(dāng) 井 口 總 信 號(hào) 工 根 據(jù) 提 升 作 業(yè) 的 需 要 ,同 意 罐 籠 在 某 中 段 工作 時(shí) ,只 有 在 該 中 段 發(fā) 出 開(kāi) 車(chē) 信 號(hào) 后 ,井 口 總 信 號(hào) 工 才 能 向 提 升 機(jī) 房 轉(zhuǎn) 發(fā) 出 工作 信 號(hào) ?？?之 ,PLC 電 控 系 統(tǒng) 不 僅 大 大 增 加 了 安 全 保 護(hù) 功 能 ,而 且 安 全 可 靠 ,操 作方 便 ,維 修 容 易 ,值 得 大 力 推 廣 。 在 極 短 的 時(shí) 間 內(nèi) 響 應(yīng) 井 口 信 號(hào) 臺(tái) 發(fā) 出 的 指 令 ,控 制 絞 車(chē) 的 運(yùn) 行 或 停 止 。 語(yǔ) 言 報(bào) 警 功 能 。 但 在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 ，喬 老 師 在 給 我 布 置 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 時(shí) 將 問(wèn) 題 簡(jiǎn) 單 化 了 ， 他 只 讓 我 做 兩 個(gè) 灌 位 ： 井 口 、井 底 。 （ 注 ： 運(yùn) 行 時(shí) 安 全 門(mén) 打 開(kāi) 時(shí) 信 號(hào) 發(fā) 不 出 去 ， 一 切 信 號(hào) 將 解 除 。 報(bào) 警 時(shí) 蜂鳴 器 響 ， 且 代 表 不 同 故 障 的 各 自 故 障 指 示 燈 亮 ， 同 樣 有 輸 出 文 字 顯 示 。 提 升 系 統(tǒng)的 工 作 任 務(wù) 是 安 全 、 快 速 、 可 靠 、 高 效 地 完 成 提 升 運(yùn) 輸 任 務(wù) , 而 安 全 運(yùn) 行是 最 重 要 的 。 輔 助 信 號(hào) 、 電 話 等 。 信 號(hào) 系 統(tǒng) 有 保 護(hù) 系 統(tǒng) 、信 號(hào) 系 統(tǒng) 、 和 信 號(hào) 輸 入 。 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 包 括 三 大 部 分 ： 井 口 信 號(hào) 臺(tái) 、 井 底 信 號(hào) 臺(tái) 、 以 及 車(chē) 房 信 號(hào) 臺(tái) 。 不 能 發(fā) 送 。 也 可 以 采 用 單 片 機(jī) 作 為 主控 制 系 統(tǒng) 。 采 用 點(diǎn) 信 號(hào) 來(lái) 代 表 各 種 提 升 信 號(hào) 。 (3) 聲 光 信 號(hào) 一 瞬 即 逝 ,無(wú) 據(jù) 可 查 ,一 旦 發(fā) 生 事 故 ,給 事 故 分 析 帶 來(lái) 困 難 ,很難 找 出 真 正 的 事 故 原 因 ,致 使 同 類(lèi) 事 故 重 復(fù) 發(fā) 生 。 此 信 號(hào) 系 統(tǒng) 正 在 被 淘 汰 。 同 時(shí) ,增 加 了 信 號(hào) 的 存 儲(chǔ) 功 能 ,便 于 以 后 的 查 證 。 尤 其 在 通 信 方 面 , 采 用 了 數(shù) 字 通 信 技 術(shù) , 只 需 兩 對(duì)普 通 電 纜 , 且 信 號(hào) 種 類(lèi) 和 數(shù) 量 不 受 限 制 , 提 高 了 信 號(hào) 傳 輸 的 可 靠 性 和 靈 活性 , 功 能 靈 活 多 樣 , 擴(kuò) 展 方 便 。 同 時(shí) ,增 加 了 信 號(hào) 的 存 儲(chǔ) 功 能 ,便 于 以 后 的查 證 。 信 號(hào) 有 模 擬 信 號(hào)和 數(shù) 字 信 號(hào) ， 大 部 分 是 開(kāi) 關(guān) 量 ， 可 直 接 傳 送 給 PLC， 模 擬 信 號(hào) 由 電 量 變 送 器再 用 模 擬 輸 入 模 塊 FX2N2AD傳 送 給 PLC。 該 控 制系 統(tǒng) 原 理 框 圖 見(jiàn) 下 圖 23所 示 。在 信 號(hào) 發(fā) 出 的 同 時(shí) ,井 口 、 井 下 均 有 燈 光 顯 示 、 聲 音 提 示 、 數(shù) 字 記 憶 。 當(dāng) 急 停 信 號(hào) 發(fā) 出 后 ,其 他 指 令 信 號(hào) 均 不 能 發(fā) 出 ,并 能 閉 鎖 提 升 機(jī) 安 全 控 制 回 路 。 兩 者 的控 制 系 統(tǒng) 一 個(gè) 為 單 片 機(jī) ， 另 一 各 為 PLC。 通 過(guò) 以 上 幾 種 方 案 綜 合 考 慮 ， 但 由 于 煤 礦 工 作 環(huán) 境 惡 劣 ,各 種 電 機(jī) 的 頻繁 啟 動(dòng) 與 運(yùn) 行 引 起 的 電 磁 干 擾 以 及 電 網(wǎng) 的 不 穩(wěn) 定 ,對(duì) 通 訊 信 號(hào) 和 通 訊 裝 置 都將 產(chǎn) 生 巨 大 的 影 響 。 例 如 三 菱 公 司 生 產(chǎn) 的 FX系 列 PLC平 均 無(wú) 故 障 時(shí) 間 高 達(dá) 30萬(wàn) 小 時(shí) 。 在應(yīng) 用 軟 件 中 ， 應(yīng) 用 者 還 可 以 編 入 外 圍 器 件 的 故 障 自 診 斷 程 序 ， 使 系 統(tǒng) 中 除PLC以 外 的 電 路 及 設(shè) 備 也 獲 得 故 障 自 診 斷 保 護(hù) 。 可 以用 于 各 種 規(guī) 模 的 工 業(yè) 控 制 場(chǎng) 合 。（ 3） 易 學(xué) 易 用 ， 深 受 工 程 技 術(shù) 人 員 歡 迎 PLC作 為 通 用 工 業(yè) 控 制 計(jì) 算 機(jī) ， 是 面 向 工 礦 企 業(yè) 的 工 控 設(shè) 備 。 （ 4） 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 、 建 造 工 作 量 小 ， 維 護(hù) 方 便 ， 容 易 改 造 PLC用 存 儲(chǔ) 邏 輯 代 替 接 線 邏 輯 ， 大 大 減 少 了 控 制 設(shè) 備 外 部 的 接 線 ， 使 控 制 系統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 建 造 的 周 期 大 為 縮 短 ， 同 時(shí) 維 護(hù) 也 變 得 容 易 起 來(lái) 。 由 于 體 積 小 很 容 易 裝 入 機(jī) 械 內(nèi) 部 ， 是 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 電 一 體 化 的理 想 控 制 設(shè) 備 。 （ 2） 模 擬 量 控 制 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過(guò) 程 當(dāng) 中 ， 有 許 多 連 續(xù) 變 化 的 量 ， 如 溫 度 、 壓 力 、 流 量 、 液位 和 速 度 等 都 是 模 擬 量 。 從 控 制 機(jī) 構(gòu) 配 置 來(lái) 說(shuō) ， 早 期直 接 用 于 開(kāi) 關(guān) 量 I/O模 塊 連 接 位 置 傳 感 器 和 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) ， 現(xiàn) 在 一 般 使 用 專(zhuān) 用 的運(yùn) 動(dòng) 控 制 模 塊 。 作 為 工 業(yè) 控 制計(jì) 算 機(jī) ， PLC能 編 制 各 種 各 樣 的 控 制 算 法 程 序 ， 完 成 閉 環(huán) 控 制 。 過(guò)程 控 制 在 冶 金 、 化 工 、 熱 處 理 、 鍋 爐 控 制 等 場(chǎng) 合 有 非 常 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 （ 6） 通 信 及 聯(lián) 網(wǎng) PLC通 信 含 PLC間 的 通 信 及 PLC與 其 它 智 能 設(shè) 備 間 的 通 信 。 這 正 是 PLC獲 得 廣 泛 應(yīng)用 的 基 礎(chǔ) 。 對(duì) 于 量 大 的 配 套 項(xiàng) 目 ， 采 用 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 具 有 成 本 低 、 效 益 高 的 優(yōu) 點(diǎn) ， 但 這要 有 相 當(dāng) 的 研 發(fā) 力 量 和 行 業(yè) 經(jīng) 驗(yàn) 才 能 使 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 、 可 靠 地 運(yùn) 行 。第 三 章 硬 件 設(shè) 計(jì) 部 分 我 在 本 此 設(shè) 計(jì) 中 選 擇 的 控 制 器 是 三 菱 公 司 FX2N系 列 的 可 編 程 控 制 器（ Programmable logical controller)縮 寫(xiě) 為 PLC， 是 小 型 PLC， 單 元 式 ， 單 機(jī)最 大 容 量 為 256點(diǎn) 。 該 設(shè) 計(jì) 中 用 到 的 硬 件 有 PLC， 用 作 各 種 數(shù) 字 量 輸 入 的 按 鈕 、 開(kāi) 關(guān) 、 限 位開(kāi) 關(guān) 、 光 電 開(kāi) 關(guān) 、 選 擇 開(kāi) 關(guān) 等 ， 以 及 模 擬 量 輸 入 的 電 量 變 送 器 （ 電 壓 、 電 流變 送 器 ） ， 模 擬 量 輸 入 模 塊 FX2N2AD。 正 確 選 擇 PLC對(duì) 于 保 證 整 個(gè) 控 制 系 統(tǒng) 的 技術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 性 能 指 標(biāo) 起 著 重 要 作 用 。 PLC 主 要 有 整 體 式 和 模 塊 式 兩 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 。 PLC控 制 系 統(tǒng) 的 工 作 電 源 可 分 為 兩 類(lèi) ,一 是 PLC工 作 電 源 ,即 數(shù) 字 電 路 內(nèi) 部 的 工 作 電 源(系 統(tǒng) (SYS)電 源 ) 。 C251 至 C252 5 點(diǎn) 一般 200 點(diǎn) D0 至 D199 類(lèi)型：32 位元件的 16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 鎖定 7800 點(diǎn) D200 至 D7999 類(lèi)型：32 位元件的 16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 文件寄存器 7000 點(diǎn)　 D1000 至 D7999 通過(guò) 14 塊 500程式步的參數(shù)設(shè)置類(lèi)型：16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 特殊 256 點(diǎn) 從 D8000 至 D8255 類(lèi)型： 16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器（ D ） 變址 16 點(diǎn) V0 至 V7 和 Z0 至 Z7 類(lèi)型：16 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器 指標(biāo)（ P ） 用于 CALL 128 點(diǎn) N0 至 P127 用于中斷 6 輸入點(diǎn)、3 定時(shí)器、6 計(jì)數(shù)器 100* 至 130